Alle har haft oplevelsen af at håndtere noget frossent. Måske har du endda været vidne til at se is langsomt dannes på overfladen af vandet, når temperaturen er kold nok, eller se is erstattet af vand, når temperaturen er tilstrækkelig varm.
Forskellige væsker - vand, spritalkohol, madolie og så videre - oplevelse faseændringer ved forskellige temperaturer. Det vil sige, vand bevæger sig mellem fast (frossen) og væske ved en temperatur og gnider alkohol ved en anden og på lignende måde for andre væsker.
Et fast stof, der bliver en væske, kaldes smelter; en væske, der bliver et fast stof, kaldes størkning eller fryser. At beregne fryse- og smeltepunkter for blandede stoffer er kompleks, og det kan du endda være i stand til test dem selv, hvorimod du kan slå op på frysepunkterne for almindelige stoffer online tabeller.
Hvad er frysning og smeltning?
Inden især fænomenet frysning undersøges, er det nyttigt at gennemgå, hvad der menes med faser og faseændringer.
De fleste stoffer kan eksistere som et fast stof, en væske eller en gas, hvis temperaturen (og undertiden trykket) ændres tilstrækkeligt. Vand er et sjældent stof, idet det kan eksistere som både et fast stof og en væske ved temperaturer, der er relativt behagelige for mens de når gastilstanden ved en temperatur, der, selvom den er farlig, ikke er særlig ekstrem for mennesker (100 ° C eller 212 ° F).
Som allerede bemærket er smeltning en ændring fra faststof til væske, og frysning (eller størkning) er det modsatte. En væske, der bliver en gas, kaldes kogende, som alle har set. Den modsatte proces er kendt som kondensation. Sjældent kan et fast stof "springe" over væskefasen og blive en gas (sublimering), eller det omvendte kan forekomme (aflejring).
Hvad påvirker frysepunkter og smeltepunkter?
Hvis du blander blå og gul maling sammen i lige store mængder, får du et resultat, der ser grønt ud. Hvis du for det meste bruger blå eller for det meste gul, "bliver den resulterende farve" vippet "mod den farve, du brugte mere af og i et omfang, der skaleres med ingrediensernes ubalance.
Frysepunkterne for blandinger af forskellige væsker eller væsker med faste stoffer opløst i dem ændres i overensstemmelse med egenskaberne af bestanddelene på en lignende forudsigelig måde. Vand har et relativt højt frysepunkt for en væske, fordi dets hydrogenbindinger lettere "låses på plads" end de af f.eks. Ethylalkohol (CH2).2CH3OH), som har et frysepunkt på –114 ° C eller –174 ° F.
Når et stof opløses i væske, kaldes det faste stof, der opløses, et opløst stof, og væske kaldes et opløsningsmiddel. Den resulterende opløsningsmiddel-væske-blanding kaldes a opløsning. Hver gang der tilsættes opløst stof til et opløsningsmiddel, bliver opløsningsmidlets frysepunkt lavere.
Frysepunkt for NaCl-opløsning
Når bordsalt (natriumchlorid) opløses i vand, sænker det frysepunktet i vand. Dette forklarer, hvorfor du ser lastbiler travlt saltet vejene i kolde klimaer efter en vinternedbør: Det sænker temperaturen, hvor vand danner is på vejen.
Sænkning af et opløsningsmiddels frysepunkt ved tilsætning af opløst stof kaldes også a kolligativ ejendom, hvilket betyder, at antallet af molekyler, det opløste stof bryder ind i, ikke dets kemiske sammensætning, bestemmer omfanget af frysepunktsdepressionen. NaCl brydes i to atomer, ionerne (ladede atomer) Na+ og Cl-. Tilsætningen af et stof, der giver tre "stykker" pr. Opløst molekyle, vil nedsætte frysepunktet med en endnu større mængde end NaCl.
Frysepunktsberegner
Du kan slå op på frysepunkterne for en lang række almindelige væsker i Celsius, Fahrenheit og Kelvin ved hjælp af en online regnemaskine. Forsøg at forene det, du ved om de kemiske strukturer hos de enklere, med deres frysepunkter for at se, om du kan få øje på mønstre.